KR20110066112A - 내마찰 코팅 - Google Patents

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KR20110066112A
KR20110066112A KR1020100126496A KR20100126496A KR20110066112A KR 20110066112 A KR20110066112 A KR 20110066112A KR 1020100126496 A KR1020100126496 A KR 1020100126496A KR 20100126496 A KR20100126496 A KR 20100126496A KR 20110066112 A KR20110066112 A KR 20110066112A
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제이콥 지다
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미바 그레이트라게르 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 주석 외에, 주요 합금 원소로 안티몬과 구리, 선택적으로 납 및/또는 비스무스를 포함하는 군에서 1종 이상의 원소, 및 선택적으로 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은을 포함하는 군에서 1종 이상의 원소, 및 불가피한 불순물을 함유하는 주석계 합금으로 제조되며, 안티몬의 함량은 최대 20 중량%, 구리의 함량은 최대 10 중량%, 납과 비스무스의 총 함량은 최대 1.5 중량%, 구이와 안티몬의 총 함량은 2 중량% 이상 그리고 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은의 총 함량은 최대 3 중량%이며, 주석은 금속간 상의 형태로 결합되어 존재하며 베타-주석 결정립의 주석 상으로 다량 존재하는, 내마찰 코팅(4)에 관한 것이다. 베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기는 식 K=A/(S+3×C+O)에 따라 계산되며, 상기 베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기는 2.5 ㎛ 이상이다.

Description

내마찰 코팅 {ANTI-FRICTION COATING}
본 발명은, 주석 외에, 주요 합금 원소로 안티몬과 구리를 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소, 선택적으로 납 및/또는 비스무스, 및 선택적으로 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소, 및 불가피한 불순물을 함유하고, 안티몬의 함량은 최대 20 중량%, 구리의 함량은 최대 10 중량%, 납과 비스무스의 총 함량은 최대 1.5 중량%, 구리와 안티몬의 총 함량은 2 중량% 이상 그리고 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은의 총 함량은 최대 3 중량%이며, 주석은 금속간 상(inter-metallic phase)들의 형태로 결합되어 존재하고, 베타-주석 결정립의 주석 상으로 다량(freely) 존재하는 주석계 합금으로 제조되는, 다층 마찰 베어링용 내마찰 코팅에 관한 것으로, 다층 마찰 베어링은 1종 이상의 금속 베이스층, 내마찰 코팅 및 선택적으로 상기 금속 베이스층과 내마찰 코팅 사이에 배치되는 베어링 금속층을 포함한다. 본 발명은 또한 이러한 내마찰 코팅을 제조하는 방법에 관한 것이다.
다층 마찰 베어링의 내마찰 코팅에 주석계 합금을 사용하는 것은 당 업계에 이미 공지되어 있는 사실이다.
일례로, 독일 실용신안 공개 공보 DE 82 06 353 U1호는 강제 베이스 쉘, 베어링 층, 선택적으로 1종 이상의 바인딩층 및/또는 장벽층을 포함하며, Cu를 최대 2 중량%, Sb를 2 내지 18 중량%, As를 0 내지 최대 0.6 중량%, Ni을 0 내지 최대 0.5 중량% 및 Cd을 0 내지 최대 1.5 중량% 함유하는 주석계 화이트 메탈 베어링 합금으로 제조된 내마찰 코팅이 전기도금 방식으로 피복된, 내마찰 베어링 쉘을 개시하고 있다.
독일 실용신안 공개 공보 DE 20 2007 018 616 U1호는 Sb를 5 내지 20 중량%, Cu를 0.5 내지 25 중량%, Pb을 최대 0.7 중량% 함유하는 내마찰 코팅이 베이스 층 위에 전기도금 방식으로 피복된, 내마찰 요소를 개시하고 있다. 이 발명에서 가장 핵심이 되는 특징은 주석 결정의 대부분이 구상이라는 점이다.
독일 실용신안 공개 공보 DE 82 06 353 U1호에 있어서, 구리 함량이 증가할수록 내마찰 코팅의 윤활 특성은 불량해지는 것으로 되어 있지만, 상기 독일 실용신안 공개 공보 DE 20 2007 018 616 U1호에는 이와는 정반대되는 내용이 명확하게 개시되어 있다.
내마찰 코팅 중의 구리 함량이 감소되는 것을 피하기 위해, 영국 특허 공개 공보 GB 2 375 801 A호는 이중 내마찰 코팅을 구비하는 다층 베어링을 개시하고 있는데, 이중 내마찰 코팅 중 외각 부분층은 Cu를 0.5 내지 10 중량%, Zn, In, Sb 또는 Ag를 선택적으로 최대 5 중량% 함유하는 주석계 합금으로 제조되고, 그 외각 부분층 아래에 위치하는 제2 부분층은 Cu를 5 내지 20 중량% 함유하는 주석계 합금으로 제조되어 있다.
독일 특허 공보 DE 10 2007 030 017 B4호는 소위 그루브 베어링에 사용되는 주석계 합금을 함유하는 내마찰 코팅을 개시하고 있다. 상기 주석계 합금은 내마찰 코팅의 그루브 내에 일체로 형성되어 있으며, Cu를 최대 20 중량%, 선택적으로 Ag를 최대 10 중량% 그리고 Sb를 최대 15 중량% 함유한다.
독일 특허 공개 공보 DE 100 54 461 A1호는 내부식 마모성이 개선된 3층의 주석계 내마찰 코팅을 구비하는 다층 마찰 베어링을 개시하고 있다. 상기 주석계 합금은 Cu, Sb, Ag, In, Zn, Ni, Co 및 Fe를 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속을 최대 30 중량% 함유한다. 질화물 또는 탄화물 형태의 경질 입자들이 최대 25 부피% 포함되어 있을 수 있다. 상기 내마찰 코팅의 중간층은, 상부 및 하부 부분층보다 이들 첨가물들을 더 많이 함유하고 있다.
독일 특허 공보 DE 197 28 777호는 주석 외에, Cu를 3 내지 20 중량%, 그리고 선택적으로 Bi, Ag 또는 Ni 각각을 최대 20 중량% 함유하는, 다층 마찰 베어링용 내마찰 코팅을 개시하고 있다.
과거에는, 윤활과 관련하여 납이 주석에 비해 상당한 이점이 있기 때문에, 납 코팅이 내마찰 층으로 자주 사용되곤 했다. 그러나, 납은 친환경적이지 못하다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 무연(lead free) 또는 납 성분 함량이 작은 내마찰 코팅을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 전술한 형태의 내마찰 코팅으로,
평균 결정립 크기가 식 K=A/(S+3×C+O)에 따라 계산되는 크기(㎛) 이상인 베타-주석 조직을 근거로 하는 주석 결정립으로 이루어진 내마찰 코팅에 의해 달성된다. 상기 식 중에서, K는 평균 결정립 크기(㎛)를, A는 인자(factor)를, S는 합금 중의 안티몬의 함량(중량%)을, C는 합금 중의 구리, 은, 니켈의 총 함량(중량%)을, O는 납, 비스무스, 아연, 기타 합금 원소 및 비금속 입자들의 총 함량(중량%)을 의미한다. 상기 인자 A는 50, 특히 70, 바람직하기로는 100이다. 모든 경우에 있어서, 전술한 다층 마찰 베어링에 본 발명에 의해 제안되는 내마찰 코팅이 형성되어 있고, 주석의 농도가 0.1 mol/ℓ 내지 1 mol/ℓ이고, 안티몬 및/또는 구리의 농도가 각각 최대 0.3 mol/ℓ이고, 선택적으로 납 및/또는 비스무스의 농도는 각각 최대 0.1 mol/ℓ이며, 선택적으로 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소의 농도는 각각 0.3 mol/ℓ인, 전해액을 사용하여, 1.2 A/d㎡ 이상의 전류 밀도에서 적층(deposition)이 수행되는, 내마찰 코팅 제조 방법에 의해, 상기 주석계 합금 내에서 베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기는 2.5 ㎛ 이상이다.
본 발명에서 제안하는 바와 같이, 베타-주석 조직의 주석 결정립은 가능하면 크지만, 본 발명에 의해 제안되는 방법으로 제조되지 않은 동일 조성의 주석 합금 중의 주석 결정립보다는 크지 않다. 주석 결정립이 조대화함에 따라, 결정립계를 따라 이루어지는 확산이 줄어들고, 이에 따라 결정립계에서 크리프 같은 내마찰 코팅을 파손시키는 관련 매카니즘이 감소되거나, 구리 함량이 감소되어 내마찰 코팅의 사용 수명이 늘어나게 된다. 이러한 측면에서, 본 출원인에 의해 상정된 이론은 본 발명과 관련해서는 어떠한 방식으로도 한정되어서는 안 되며, 내마찰 코팅의 개선된 물성을 설명하는 데에 사용됨을 지적하고 싶다. 그러나, 이러한 가설은 본 발명에 의해 제안된 내마찰 코팅을 시험하는 도중에 여러 번 확인되었다.
내마모성을 추가로 개선하기 위해, 다시 말해 내마찰 코팅의 경도를 크게 하기 위해, 주석계 합금에 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 총 함량으로 최대 3 중량% 합금시키면 유리하다. 이러한 측면에서, 지르코늄의 함량은 최대 1.5 중량%일 수 있고, 실리콘의 함량은 최대 1.2 중량%일 수 있다.
전술한 농도는, 상기 원소들이 합금 입자들의 형태나 원소들로 존재하는 것을 상정한 경우에 있어서, 금속 이온들 또는 선택적으로는 금속들에 관한 것이다.
현 시점에서, 결정립들의 형상은 통상적으로 불규칙하다는 점이 지적되어야 한다. 예컨대, 한편으로는 주석 결정립들은 어느 정도 구형일 수 있고, 다른 한편으로는 봉상, 즉 한 방향으로 신연된 형상일 수 있다. 본 명세서에서, 이들 두 극단적인 형상 사이에 속하는 모든 형상도 가능하다. 본 발명의 개념 내에서 "최대 치수"(biggest dimension)란 표현은 수치가 가장 큰 치수를 나타낸다. 다시 말하면, 주석 결정립이 봉상인 경우에 있어서 최대 최대 치수는 종방향으로 신연된 부분의 치수를 의미한다. 즉, 상기 표현은 주석 결정립을 둘러싸고 있는 포락원(envelope circle) 또는 포락구(envelope sphere)의 직경을 규정한다.
상기 식은, 주석계 합금에 첨가되는 합금 원소, 예컨대 구리, 안티몬, 납 또는 비스무스에는 베타-주석 결정립을 미세화하는 효과가 있기 때문에, 이들 합금 성분의 함량이 증가할수록, 조대한 결정립의 적층이 어려워진다거나, 예컨대 내마찰 코팅을 열처리하여 적층된 결정립을 조대화하기가 어려워진다는 사실을 감안한 것이다.
본 발명의 범주에서, 평균 결정립 크기는, 결정립이 결정립 패턴의 전체 단면에서 시각적으로 식별할 수 있는 기하 형상(geometric mean)으로 간주되는 경우, 이 결정립의 최대 및 최소 치수 값으로부터 계산되는 산출 평균이다. 이 평균값은, 그 평균값을 계산하는 데에 사용되는 결정립의 단면적의 합이 모든 베타-주석 결정립의 전체 단면적의 80%가 될 때까지, 결정립 패턴에서 최대 가시 결정립에서 시작하여 작은 결정립까지 계산을 반복하여 산출한다.
이러한 방법은 결정립의 단면 샘플을 제조함에 있어, 코너점 근방은 잘라내어 이들이 측정 결과에 미치는 영향을 줄인다는 사실을 고려한 것이다.
이러한 방식으로 측정된 결정립 크기는 최소한의 대표 결정립에 대해 측정한 전형적인 결정립 크기와 매우 근접 매치된다.
베타-주석 결정립을 금속간 화합물의 결정립과 구별하는 수단으로, 화학적 또는 물리적 에칭 공정 또는 전자빔 방법(EBSD)이 사용될 수 있다.
주석계 합금 중에 베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기는 5 ㎛ 이상이 바람직하고, 특히 7 ㎛ 이상, 더 바람직하기로는 9 ㎛ 이상이다.
일 실시예에서, 베타-주석 결정립의 평균 결정립 크기는 2.5 ㎛ 내지 40 ㎛이다. 평균 결정립 크기가 2.5 ㎛ 미만이면, 특정한 효과가 충분한 정도로 관찰되지 않는다. 그러나, 흥미롭게도 베타-주석 결정립의 평균 결정립 크기가 40 ㎛를 초과하는 경우에는 내마모성이 불량해지는 것이 관찰되었다. 기존 조직을 더 조대화하면 마모가 더 심하게 일어날 것으로 추측된다.
본 발명의 범위 내에 속하는 내마찰 코팅의 바람직한 실시형태에서, 베타-주석 결정립의 평균 결정립 크기는 5 ㎛ 내지 40 ㎛, 특히 10 ㎛ 내지 40 ㎛이다.
내마찰 코팅의 두께가 41 ㎛ 미만인 경우, 베타-주석 결정립의 평균 결정립 크기가 상기 내마찰 코팅 두께의 1/8, 바람직하기로는 1/4 보다 크면, 그 내마찰 코팅의 내마모성이 개선될 수 있다는 것을 알 수 있었다. 본 실시예에서, 장기간에 걸친 마모에 의해 내마찰 코팅이 부분적으로 마멸된 경우에도, 이러한 효과는 보존되었다.
본 발명의 범주에서, 안티몬의 함량은 5 중량% 내지 15 중량%이고, 구리의 함량은 0.5 중량% 내지 5 중량%인 것이 바람직하다. 이는, 베타-주석 결정립이 소망하는 유리한 크기를 유지하고 있음에도, 제조되는 내마찰 코팅이 우수한 임베딩(embedding) 특성을 나타낼 뿐만 아니고, 보다 우수한 내마모성을 나타낼 수 있도록 한다.
특히, 안티몬의 함량은 7 중량% 내지 12 중량%이고, 구리의 함량은 1 중량% 내지 3.75 중량%일 수 있다.
기본적으로 본 발명은 무연 내마찰 코팅을 얻는 것을 목적으로 하지만, 납 성분을 최대 0.1 중량%, 특히 0.05 중량% 함유하는 것도 가능하며, 이는 본 발명의 범주에 속한다. 본 발명의 이러한 실시형태들은 EU의 자동차 폐기 규칙(Directive 2000/53/EC "ELV Directive")의 범주에서도 무연으로 취급될 수 있는 범위이다.
그러나, 일부 활용분야에 있어서, 주석계 합금이 납 성분 및/또는 비스무스 성분을 더 많이 함유하면, 더 유리한 것으로 판명되었다. 다만, 이러한 경우에도 납 성분 및/또는 비스무스 성분은 0.2 중량% 내지 0.5 중량%, 특히 0.2 중량% 내지 0.35 중량%로 제한된다. 납은 결정립계에 축적되어 결정립의 강도를 증가시키는 것으로 이해된다. 비스무스도 납과 동일한 기능을 하는 것은 명백하며, 무연 합금에서 납을 대체할 수 있다.
납 성분 및/또는 비스무스 성분이 1.5 중량%를 초과하면, 합금 코팅의 내열성이 급격히 저하되어 아무런 이점도 제공하지 못한다.
일 실시형태에서는 지르코늄과 실리콘은 원소 또는 금속간 상으로 존재하지 않고, 그 대신 주석계 합금 중에서 산소 및/또는 탄소를 함유하고 있다. 이는 경질의 ZrO2 및 SiC 입자들이 주석계 합금 중에 분산되어 있다는 것을 의미하며, 이는 내마찰 코팅의 강도를 개선시킨다.
이러한 관점에서, 베타-주석 결정립의 바람직한 결정립 크기를 얻기 위해서는, 이들 ZrO2 및 SiC 입자의 평균 결정립 크기가 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛이면 유리하다.
다층 마찰 베어링의 일 실시형태에서, 상기 베어링 금속층과 내마찰 코팅 사이에는, 전기도금법으로 적층되거나 확산에 의해 부착된 1종 이상의 부분 코팅을 포함하는 중간 코팅이 위치하고, 상기 부분 코팅 각각 또는 중간 코팅 자체는 크롬, 니켈, 철, 코발트, 구리 및 주석을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함한다. 이를 기초로 하여, 특히 내마찰 코팅에서 비교적 연질의 주석계 합금으로 간주되는 다층 마찰 베어링에 있어 더 우수한 조직 강도를 얻을 수가 있다.
이러한 관점에서, 상기 중간 코팅의 경도는 내마찰 코팅의 경도보다 3배 이상 크고, 상기 중간 코팅이 부착되어 있는 상기 베이스 소재의 경도보다 크면, 내마찰 코팅이 상기 베이스 위에 견고하게 지지되고, 내마찰 코팅의 윤활 특성이 우수해지며 더 연해진다.
상기 중간 코팅의 경도가 내마찰 코팅의 경도보다 5배 이상 크면 또한 유리하다.
베타-주석 결정립의 크기를 증가시키기 위한 방법의 일 실시예에 따르면, 전기도금법으로 부착된 내마찰 코팅은 130℃ 내지 220℃ 범위의 온도에서, 0.5 시간 내지 100 시간 범위에서 열처리된다.
본 발명을 보다 명확하게 이해할 수 있도록, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 의하면, 무연 또는 납 성분 함량이 작고 윤활 특성이 우수한, 다층 마찰 베어링용 내마찰 코팅을 제공할 수 있다.
도 1은 마찰 베어링 쉘 형태의 다층 마찰 베어링을 도시하는 도면이다.
도 1은 마찰 베어링 하프-쉘 형태의 다층 마찰 베어링(1)의 단면을 도시하고 있다. 도시되어 있는 실시예는 금속 베이스층(2), 베어링 금속층(3) 및 내마찰 코팅(4)을 포함하는, 3층으로 이루어진 다층 내마찰 베어링(1)이다. 상기 베어링 금속층(3)은 내마찰 코팅(4)과 금속 베이스층(2) 사이에 배치되어 있다.
예컨대 자동차에 사용되는 상기와 같은 3층 베어링의 메인 구조는 당 업계에 잘 알려져 있으므로, 더 이상 상세하게 설명하지 않는다. 그러나, 예컨대 상기 내마찰 코팅(4)과 베어링 금속층(3) 및/또는 확산 장벽 코팅 사이에 부착성을 좋게 하는 코팅이 부착될 수 있으며, 이와 유사하게 상기 베어링 금속층(3)과 금속 베이스층(2) 사이에 접착성 코팅이 마련될 수 있다는 점에 주목해야 한다.
본 발명의 범주 내에서, 다층 마찰 베어링(1)은 도 1에서 파선으로 나타내고 있는 바와 같이 일례로 베어링 부쉬 같은 다른 디자인일 수도 있다. 상정할 수 있는 다른 실시형태는 싱크로나이저 링, 축 방향 연장 슬라이딩 블록 또는 이와 유사한 것을 포함한다.
본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있는 또 다른 실시예는 베어링 금속층(3)을 생략하는 것이다. 이러한 실시예에서 내마찰 코팅(4)은 금속 베이스층(2)에 직접 부착되거나 또는 금속 베이스층(2)과의 사이에 접착제를 도포하고 그 위에 부착되거나 및/또는 금속 베이스층(2)에 도포되어 있는 확산 장벽 코팅에 부착된다. 또한 본 발명의 범위 내에서, 일례로 커넥팅 로드 아이의 경우에 있어서, 다이렉트 코팅이 부착될 수 있으며, 이러한 경우 상기 층 설계에 있어서 금속 베이스층(2)은 필수적인 것은 아니다.
금속 베이스층(2)은 통상 강 또는 다층 마찰 베어링(1)에 필수적인 구조 강도를 부여하는 소재로 제조된다. 이러한 소재들은 종래의 당 업계에 잘 알려져 있다.
베어링 금속층(3)에 대해서는 내마찰 베어링 요소에 있어서 표준으로 사용되는 다양한 영역의 합금들이 사용될 수 있다. 알루미늄을 베이스로 하는 베어링 금속의 예로는, AlSn6CuNi, AlSn20Cu, AlSi4Cd, AlCd3CuNi, AlSi11Cu, AlSn6Cu, AlSn40, AlSn25CuMn, AlSi11CuMgNi, AlZn4Si가 있고, 구리를 베이스로 하는 금속으로는, CuSn10, CuAl10Fe5Ni5, CuZn31Si, CuPb24Sn2, CuSn8Bi10, CuSn4Zn이 있다. 상기에서 열거한 합금 외의 다른 베어링 금속도 당연히 사용될 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 바와 같이, 내마찰 코팅(4)은 안티몬과 구리를 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소와 선택적으로 납 및/또는 비스무스를 함유하는 주석계 합금으로 제조된다. 안티몬의 함량은 최대 20 중량%, 특히 5 중량% 내지 15 중량%이고, 구리는 최대 10 중량%, 특히 0.5 중량% 내지 5 중량%이다. 납 및/또는 비스무스의 총 함량은 최대 1.5 중량%, 특히 0.2 중량% 내지 0.5 중량%이다. 안티몬과 구리 모두를 함유하는 경우, 이들 원소들의 총 함량은 최소한 2 중량%, 특히 2 중량% 내지 22 중량%이다. 본 발명에서 제안하는 바와 같이 무연 주석계 합금을 얻기 위해서는, 납 성분은 최대 0.1 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%로 제한되어야 한다.
주석 기지(matrix)를 강화시키기 위해, 주석계 합금은 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은을 포함하는 군에서 1종 이상의 원소를 포함할 수 있으며, 이때 이들의 함량의 최대 3 중량%로 제한된다. 이러한 관점에서, 지르코늄과 실리콘은 반드시 금속간 상으로 존재할 필요는 없고, 그 대신 ZrO2나 SiC 입자 형태로 존재할 수 있다. 이 경우, 이들 입자들의 평균 직경은 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛, 특히 0.05 ㎛ 내지 0.75 ㎛로 제한되는 것이 유리하다.
내마찰 코팅(4)의 코팅 두께는 10 ㎛ 내지 2000 ㎛일 수 있다. 이러한 관점에서, 내마찰 코팅이 금속 베이스 층(1)에 직접 부착되는 경우에는 코팅 두께가 500 ㎛ 내지 2000 ㎛일 수 있고, 내마찰 코팅(4)이 예컨대 청동 위의 주조 화이트 메탈의 대체재로 사용되는 경우에는 100 ㎛ 내지 400 ㎛의 코팅 두께가 바람직하며, 내마찰 코팅(4)이 3종류 소재로 제조된 베어링에서 활주층(running layer)으로 사용되는 경우에는, 코팅 두께를 15 ㎛ 내지 40 ㎛로 하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 상기 다층 마찰 베어링(1)에는 중간 코팅이 피복될 수 있다. 이들 중간 코팅은 단층이거나 또는 복수의 부분 코팅으로 이루어질 수 있다. 특히, 이들 중간 코팅은 크롬, 니켈, 철, 구리 또는 주석을 포함하는 군에서 선택되는 1종의 원소로 제조되거나, 이들 원소들의 합금으로 제조될 수 있다. 예컨대, 크롬 및 니켈 또는 철 및 주석 같은 2종 이상의 원소들을 함유하는 중간 코팅이 사용될 수 있다. 중간 코팅이 복수의 부분 코팅으로 이루어진 경우, 각 부분 코팅의 성분 함량은 서로 다를 수 있다. 예컨대 강화 합금 원소, 즉 크롬, 니켈, 철, 구리 성분은 내마찰 코팅(4) 아래의 최외각 부분 코팅에서 시작해서 베어링 금속층(3)을 향하는 방향으로 피복될 수 있고, 또는 금속 베이스층(2)은 (각각) 이웃하는 부분 층을 향하는 방향, 예컨대 구배(gradient) 형태로 증가하는 부분 코팅을 구비할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 바와 같이, 주석 코팅 또는 주석계 합금 코팅이 다층 마찰 베어링(1)에 있어서 중간 코팅으로 사용되면, 부착성(adhesion)을 부여한다는 측면에서 유리하다는 것이 입증되었다.
전술한 코팅, 좋기로는 중간 코팅 대신, 당 업계에서 공지되어 있는 다른 코팅들도 사용될 수 있다.
중간 코팅의 두께 또는 상기 부분 코팅들의 전체 두께는 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛, 좋기로는 1 ㎛ 내지 4 ㎛일 수 있다. 상기 중간 코팅이 전체적으로 또는 상기 부분 코팅들 중에서 1종 이상이 상기 내마찰 코팅(4)보다 3배 경(hard)하면 특히 유리하고, 좋기로는 상기 베이스 소재보다 경하면 유리하다. 중간 코팅 또는 상기 부분 코팅들 중 1종 이상의 경도가 HV 80 내지 HV 300이 되도록, 예컨대, 상기 내마찰 코팅(4)의 경도는 비커스 경도로 10 내지 50일 수 있다. 시험력(test force)의 수준은 이미 알려져 있는 방식으로 측정될 코팅의 코팅 두께에 따라 달라질 것이다. 코팅 두께가 최대 40 ㎛인 경우 시험력은 9.81 mN 내지 29.42 mN일 수 있고, 80 ㎛ 내지 300 ㎛인 경우에는 최대 98.1 mN의 시험력이 사용된다.
내마찰 코팅(4)은 좋기로는 전기도금 방식(galvanically)으로 제조된다. 이를 위해, 먼저 강 보호층과 베어링 금속층(3)으로 제조된 바이메탈 스트립을 제조하고, 선택적으로는 재-성형 및/또는 소재를 기계가공 한다. 본 발명에 의해 제안된 내마찰 코팅(4)은 예컨대 다음의 조건으로 베어링 금속층(3) 상에 적층된다.
SnSb6Cu에 있어서의 전해액과 적층 파라미터
Sn‥‥‥‥‥‥ 60 g/ℓ (주석(Ⅱ)테트라플루오로보레이트 형태로)
Sb‥‥‥‥‥‥ 3 g/ℓ (안티몬 트리플루오라이드 형태로)
Cu‥‥‥‥‥‥ 0.5 g/ℓ (구리(Ⅱ)테트라플루오로보레이트 형태로)
안정제(stabilizer)(들) 및 베이스 전해액(들), 전도성 염(들) 또는 착화제
산화방지제(들)
첨가제 1 및/또는 2
전류 밀도‥‥‥‥‥‥ 3 A/d㎡
온도‥‥‥‥‥‥ 30℃
SnSb11Cu4Pb에 있어서의 전해액과 적층 파라미터
Sn‥‥‥‥‥‥ 50 g/ℓ (주석(Ⅱ)테트라플루오로보레이트 형태로)
Sb‥‥‥‥‥‥ 6 g/ℓ (안티몬 트리플루오라이드 형태로)
Cu‥‥‥‥‥‥ 4 g/ℓ (구리(Ⅱ)테트라플루오로보레이트 형태로)
Bi‥‥‥‥‥‥ 0.2 g/ℓ (납(Ⅲ)테트라플루오로보레이트 형태로)
안정제(들) 및 베이스 전해액(들), 전도성 염(들) 또는 착화제
산화방지제(들)
첨가제 1 및/또는 2
전류 밀도‥‥‥‥‥‥ 5 A/d㎡
온도‥‥‥‥‥‥ 15℃
SnSb4Cu4Bi에 있어서의 전해액과 적층 파라미터
Sn‥‥‥‥‥‥ 50 g/ℓ (주석(Ⅱ)메탄 술폰산염 형태로)
Sb‥‥‥‥‥‥ 5 g/ℓ (안티몬 트리플루오라이드 형태로)
Cu‥‥‥‥‥‥ 4 g/ℓ (구리(Ⅱ)메탄 술폰산염 형태로)
Bi‥‥‥‥‥‥ 0.2 g/ℓ (비스무스(Ⅲ)메탄 술폰산염 형태로)
안정제(들) 및 베이스 전해액(들), 전도성 염(들) 또는 착화제
산화방지제(들)
첨가제 1 및/또는 2
전류 밀도‥‥‥‥‥‥ 1.5 A/d㎡
온도‥‥‥‥‥‥ 22℃
주석은 주석(Ⅱ)테트라플루오로보레이트, 주석(Ⅱ)메탄 술폰산염, 주석(Ⅱ)황산염, 주석(Ⅱ)파이로인산염 형태로 사용될 수 있다. 일반적으로, 전해액 내의 주석의 농도는 0.1 mol/ℓ 내지 1 mol/ℓ일 수 있다.
안티몬은 안티몬(Ⅲ)테트라플루오로보레이트, 안티몬 트리플루오라이드, 안티몬(Ⅲ)옥사이드, 칼륨 안티몬 주석산염(tartrate) 형태로 사용될 수 있다. 일반적으로, 전해액 내의 안티몬의 농도는 최대 0.3 mol/ℓ일 수 있다.
구리는 구리(Ⅱ)테트라플루오로보레이트, 구리(Ⅱ)메탄 술폰산염, 구리(Ⅱ) 황산염, 구리(Ⅱ)파이로인산염 형태로 사용될 수 있다. 일반적으로, 전해액 내의 구리의 농도는 최대 0.3 mol/ℓ일 수 있다.
납은 납(Ⅱ)테트라플루오로보레이트, 납(Ⅱ)메탄 술폰산염, 납(Ⅱ)파이로인산염, 납 아세테이트 형태로 사용될 수 있다. 일반적으로, 전해액 내의 구리의 농도는 최대 0.01 mol/ℓ일 수 있다.
비스무스는 비스무스 트리플로오라이드, 비스무스(Ⅲ)메탄 술폰산염, 비스무스(Ⅲ) 황산염, 비스무스(Ⅲ)파이로인산염 형태로 사용될 수 있다. 일반적으로, 전해액 내의 비스무스의 농도는 최대 0.01 mol/ℓ일 수 있다.
은(sliver)은 은 테트라플루오로보레이트, 은 메탄 술폰산염, 은 파이로인산염, 은 황산염 형태로 사용될 수 있다. 일반적으로, 전해액 내의 은의 농도는 최대 0.3 mol/ℓ일 수 있다.
아연은 아연(Ⅱ)테트라플루오로보레이트, 아연(Ⅱ)메탄 술폰산염, 아연(Ⅱ)황산염, 납(Ⅱ)파이로인산염 형태로 사용될 수 있다. 일반적으로, 전해액 내의 아연의 농도는 최대 0.3 mol/ℓ일 수 있다.
니켈은 니켈(Ⅱ)테트라플루오로보레이트, 니켈(Ⅱ)메탄 술폰산염, 니켈(Ⅱ)황산염, 니켈(Ⅱ)파이로인산염 형태로 사용될 수 있다. 일반적으로, 전해액 내의 니켈의 농도는 최대 0.3 mol/ℓ일 수 있다.
사용가능한 안정제들 및 베이스 전해질, 전도성 염 또는 착화제는 다음과 같다: 사플루오르 붕산, 불소계 산(fluoride-based acid), 메탄 설폰산, 타르타르산 및 그 알칼리 및 암모늄염, 시트르산 및 그 알칼리 및 암모늄염, 암모늄 및 알칼리 파이로인산염, 포스폰산 및 그 알칼리 및 암모늄염, 2.2-에틸렌 디티오디에탄올(dithiodiethanol), 페놀 및 크레졸 설폰산. 이들의 총 농도는 0.2 mol/ℓ 내지 2 mol/ℓ이다.
사용가능한 산화방지제들은 레조르시놀, 하이드로퀴논, 피로카테콜(pyrocatechol), 피로갈롤(pyrogallol), 포름알데히드, 메탄올이고, 그 총 농도는 0.03 mol/ℓ 내지 0.3 mol/ℓ이다.
사용가능한 첨가제 1은, 페놀프탈레인, 티오우레아(thiourea) 및 티오우레아 유도체, 알파 또는 베타 나프폴 및 이들의 에톡실레이트, 알파 또는 베타 나프폴 설폰산 및 이들의 이들의 에톡실레이트(ethoxylate), o-톨루이딘, 하이드로옥시퀴놀린, 리그닌 술폰산염, 부티엔 디올(butien diol)이고, 이들의 총 농도는 0.0005 mol/ℓ 내지 0.05 mol/ℓ이고, 좋기로는 0.002 mol/ℓ 내지 0.02 mol/ℓ이다.
사용가능한 첨가제 2는 젤라틴, 사이즈, 비이온 계면활성제, 폴리에틸렌 글리콜 및 이들의 기능성 유도체, 펨톤, 클리신이고, 이들의 총 농도는 0 g/ℓ 내지 20 g/ℓ이다.
전술한 전해액을 이루는 원소들의 혼합물을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 2종 이상의 상기 각 금속의 염들 또는 금속 및/또는 2종 이상의 안정제들 및/또는 2종 이상의 산화 방지제들 및/또는 2종 이상의 첨가제 1 및/또는 2종 이상의 첨가제 2를 혼합하여 사용할 수 있다.
지르코늄 및 실리콘은 욕(bath) 내에 분산되어 있는 특정 결정립 크기의 ZrO2 또는 SiC 입자 형태로 사용될 수 있다.
아연, 니켈, 납, 비스무스, 은 및 다른 합금 원소들은 전술한 용해성 화합물 또는 복합물(complex) 형태로 적당한 전해액 내에 첨가될 수 있으며, 적층될 수 있다. 상기 원소들을 코팅에 확산시키거나 전해액 내에 떠 있는 입자들을 적층시킴으로써, 합금을 형성할 수도 있다.
적층하는 상태에서 적당한 결정립 크기를 얻을 수 없다면, 적층된 원소의 대부분이 주석인 결정립의 크기를 크게 하기 위해서는, 내마찰 코팅(4)은 하나 이상의 열처리 공정을 거쳐야 하는데, 상기 합금에 있어서 제1 융점 미만의 온도인, 130℃ 내지 220℃, 특히 150℃ 내지 215℃, 좋기로는 165℃ 내지 190℃ 사이의 온도에서, 0.5 시간 내지 100 시간, 특히 1 시간 내지 10 시간, 좋기로는 1.5 시간 내지 4 시간의 열처리를 거친다.
주석(용융점이 505K)의 절대 용융점 온도의 80% 내지 98%, 좋기로는 87% 내지 92%의 고온에서 열처리를 하는 목적은 결정립의 수를 줄이는 동시에 결정립을 일정하게 성장시키기 위한 것이다.
이러한 열처리 온도는 베어링이 작동 위치에 장착되어 정상적으로 작동하는 중에 겪을 것으로 예상되는 통상적인 온도를 넘는 것이다.
구리, 니켈, 아연 및 은의 총 함량이 3.3 중량%를 초과하거나, 비스무스 및 납의 총 함량이 0.9 중량%를 초과하는 경우, 열처리 중의 온도가 200℃, 좋기로는 180℃를 넘지 않도록 하는 것이 유리하다. 이는 결정립계와 용융물에서 합금 원소들이 농축되는 공융점(eutectic) 형성을 방지하기 위한 것이다.
위와 같은 방식으로 제조된 내마찰 코팅은 명확하게 베타-주석 상을 구비한다. 베타-주석 상에서, 금속간 상들은 다른 합금 원소(들)의 각 원소와 함께 및/또는 다른 합금 원소(들) 사이에 존재한다.
본 발명에 의해 제안된 바와 같이, 주석계 합금에서 베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기는 2.5 ㎛ 이상이거나 전술한 공식에 기초하여 계산되는 평균 결정립 크기를 가진다.
주석계 합금에 포함되어 있는 베타-주석 조직의 주석 결정립의 결정립 크기는 다른 것이 일반적이다. 특정 결정립 크기의 출현 빈도는 어느 정도 정규분포에 따르는데, 이는 서로 독립적인 우연 변수들(coincidental variable)의 평균값(중앙값, median)으로부터의 분산이 충분하기 때문이다.
본 발명에서 제안하는 주석계 합금이 갖고 있는 이점은, 당 업계에서 종래에 알려져 있는 합금에 비해 평균 입자 크기가 가장 크다는 것이다. 특히, 단면 패턴에서 보이는(visible) 전체 단면적을 기준으로 할 때, 주석 결정립의 70% 이상, 좋기로는 90% 이상의 평균 직경이 5 ㎛ 이상이다. 이와 같이 주석 결정립의 크기가 큰 것에 의해 얻을 수 있는 이점은, 입자들의 최대 결정립 크기가 좁은 정규분포를 형성하는 경우, 중앙값에서 벗어나는 각 결정립 크기의 분산값은 기껏해야 ±1.5 ㎛라는 것이다.
주석에 첨가되는 합금 원소들은 베타-주석 조직의 주석 결정립을 미세화시키기 때문에, 결정립 크기의 관점에서 본 발명의 일 실시형태는 베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기가 K=A/(S+3×C+O)에 따라 계산되는 크기가 되도록 한다. 상기 식 중에서, K는 평균 결정립 크기(㎛)를, A는 인자(factor)를, S는 안티몬의 합금 함량(중량%)을, C는 구리, 은, 니켈의 전체 합금 함량(중량%)을, O는 납, 비스무스, 아연, 다른 합금 원소 및 비금속 입자들의 전체 함금 함량(중량%)을 의미하며, 상기 인자 A는 50, 특히 70, 좋기로는 100이다. 일례로, SnSb6Cu1 합금의 평균 결정립 크기는, A 값에 따라 각각 5.56(=50/9) ㎛ 이상, 7.8(=70/9) ㎛ 이상, 11.1(=100/9) ㎛ 이상이 되고, SnSb11Cu4 합금의 평균 결정립 크기는, A 값에 따라 각각 3.0(=70/23) ㎛ 이상, 4.3(=100/23) ㎛ 이상이 된다. SnSb11Cu4 합금에 있어서, 인자 A가 50인 경우는 유지될 수 없는데, 이는 이 경우의 평균 결정립 크기가 가장 큰 크기의 주석 결정립의 최소값인 2.5 ㎛보다 작기 때문이다.
내마찰 코팅(4)에 대한 시험을 하기 위해, 일 실시예로 본 발명에 기초한 다음의 합금 성분을 제조하였다. 표 1 및 표 2에 기재된 성분 조성과 관련된 수치들의 단위는 중량%이다. 모든 경우에서 100 중량%를 이루기 위한 잔부는 주석이다. 주어진 결정립 크기의 수치는 평균 결정립 크기를 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
Figure pat00001
실시예 15에 있어서, 115℃에서의 열처리는 본 발명의 개념에 속하는 열처리, 즉 주석 결정립의 크기를 조대화 하기 위한 열처리가 아니라 다른 목적을 위해 실시되는 열처리라는 점을 지적한다.
비교를 위해, 표 2에 개시한 성분으로 이루어진 합금을 제조하였고, 종래의 기술 방식에 따라 전기도금법으로 적층하였다.
Figure pat00002
실시예 1 내지 17과 비교예 Ⅰ 내지 ⅩⅠ의 시험 결과를 표 1과 표 2에 기재하였다.
내마찰 코팅(4)의 두께가 25 내지 35 ㎛이고 강제 베이스층(2) 및 납 청동 베어링 금속층(3)으로 제조된 도 1에 도시된 유형의 마찰 베어링 쉘에 대해 시험을 실시하였다. 상기 베어링 쉘에 대해, 점진적으로 하중을 변경시키고, 12 m/초의 슬라이딩 속도에서 3백만 하중 사이클 이상으로 60 ㎫의 비하중(specific load) 진폭으로 시험을 하였다.
시험을 종료한 후, 하프-쉘을 측정하여, 내마찰 코팅(4)의 마모량을 측정하였다. 내마찰 코팅(4)의 피로 강도는 시각적으로 평가하였다.
시각적 평가를 하여 평점 1 내지 5로 등급을 매겼는데, 평점 1은 매우 우수한 상태(러닝 트랙)이고 평점 5는 표면 대부분에 영구적인 균열 발생이 명확하게 인지되는, 매우 불량한 상태를 나타낸다.
결정립 크기는 광 현미경으로 사진을 찍어 측정하였고, 평가는 전술한 바대로 하였다. 이를 위해, 현미경 사진은 서로 직교하는 2개의 평면에서 취했다.
종래 기술에 의한 비교예와의 비교, 특히 화학 성분이 동일하거나 유사한 코팅을 직접 비교해 보면, 본 발명에 따른 내마찰 코팅은 마모와 피로 강도에 있어 현저히 우수한 효과를 나타내는 것이 명백하다.
시험 결과를 분석해 본 결과, 모든 예들이 재현될 수 있는 것은 아니지만, 베타-주석 결정립이 최소 결정립 크기를 구비하고, 한 방향 이상에서 주된 크기의 특정 크기보다 큰 경우에는, 내마모성과 내시저성(resistance to seize) 측면에서 유리한 내마찰 코팅(4)이 얻어질 수 있다는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 베타-주석 결정립의 평균 결정립 크기는 내마찰 코팅(4)의 금속간 상의 평균 결정립 크기보다 50% 이상, 좋기로는 100% 이상, 특히 좋기로는 200% 이상 크다. 여기서 "평균"이라는 용어가 갖는 의미한 전술한 바가 그대로 적용된다. 이 또한 전술한 효과를 개선시킨다.
주석 결정립들이 내마찰 코팅(4)에서 한 방향 이상의 결정 방향으로 배향된다면, 내마찰 코팅(4)의 트라이볼로지 특성이 추가로 개선될 것으로 추정된다.
실시예로 기재되어 있는 실시형태들은 내마찰 코팅(4)과 다층 마찰 베어링(1)의 변형 가능한 예를 나타내는 것이고, 본 발명이 본 명세서에 개시되어 있는 예들로 한정되는 것이 아님에 주목해야 한다. 무엇보다도, 내마찰 코팅(4)에 대해 표 1에 게재된 성분들은 모든 실시예에서 독립된 발명들의 요지를 구성한다.
1 다층 마찰 베어링(multi-layered friction bearing)
2 금속 베이스층(metal base layer)
3 베어링 금속층(bearing metal layer)
4 내마찰 코팅(anti-friction coating)

Claims (14)

  1. 주석 외에, 주요 합금 원소로 안티몬과 구리를 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소, 선택적으로 납 및/또는 비스무스, 및 선택적으로 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소, 및 불가피한 불순물을 함유하고, 안티몬의 함량은 최대 20 중량%, 구리의 함량은 최대 10 중량%, 납과 비스무스의 총 함량은 최대 1.5 중량%, 구리와 안티몬의 총 함량은 2 중량% 이상 그리고 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은의 총 함량은 최대 3 중량%이며, 주석은 금속간 상(inter-metallic phase)의 형태로 결합되어 있으며 베타-주석 결정립의 주석 상으로 다량 존재하는 주석계 합금으로 제조되는, 다층 마찰 베어링(1)에 사용되는 내마찰 코팅(4)에 있어서,
    상기 베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기는 식 K=A/(S+3×C+O)에 따라 계산되는 값(㎛ 단위) 이상이고(상기 식 중에서, K는 평균 결정립 크기(㎛)를, A는 인자(factor)를, S는 합금 중의 안티몬의 함량(중량%)을, C는 합금 중의 구리, 은, 니켈의 총 함량(중량%)을, O는 납, 비스무스, 아연, 다른 합금 원소 및 비금속 입자들의 총 함량(중량%)을 의미한다. 상기 인자 A는 50, 특히 70, 좋기로는 100이다.), 평균 결정립 크기는, 결정립 패턴 전체의 단면에서 보이는(visible) 결정립의 최대 및 최소 치수의 기하 평균(geometric mean)으로 계산된 값들의 산출 평균을 지칭하고, 상기 평균값은, 그 평균값을 계산하는 데에 사용된 결정립의 단면적의 합이 모든 베타-주석 결정립의 전체 단면적의 80%를 나타낼 때까지, 결정립 패턴에서 최대 가시 결정립에서 작은 결정립까지를 기초로 계산되며, 상기 주석계 합금 중에 베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기가 2.5 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅.
  2. 제1항에 있어서,
    베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기가 2.5 ㎛ 내지 40 ㎛인 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    내마찰 코팅의 코팅 두께가 41 ㎛ 미만인 경우, 베타-주석 조직의 주석 결정립의 평균 결정립 크기는 상기 내마찰 코팅 두께의 1/8보다 크고, 상기 평균 결정립 크기는 주석 결정립 중 최대로 큰 치수에 있어서 5개 값 이상으로부터 얻은 산술 평균인 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    안티몬의 함량은 5 중량% 내지 15 중량%인 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    구리의 함량은 0.5 중량% 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    납 성분 및/또는 비스무스 성분의 함량은 0.2 중량% 내지 0.5 중량%인 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    납 성분의 함량은 최대 0.1 중량%인 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    지르코늄과 실리콘은 상기 주석계 합금 중에 ZrO2 또는 SiC 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅.
  9. 제8항에 있어서,
    ZrO2 및 SiC 입자의 평균 크기는 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛인 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅.
  10. 1종 이상의 금속 베이스층(2), 내마찰 코팅(4) 및 선택적으로 상기 내마찰 코팅(4)과 상기 금속 베이스층(2) 사이에 위치하는 베어링 금속층(3)을 포함하는 다층 마찰 베어링(1)에 있어서,
    상기 내마찰 코팅(4)은 선행하는 청구항들 중 어느 하나의 항에 의한 내마찰 코팅인 것을 특징으로 하는 다층 마찰 베어링.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 베어링 금속층(3)과 내마찰 코팅(4) 사이에, 전기도금법으로 적층되거나 확산에 의해 형성된 1종 이상의 부분 코팅으로 구성된 중간 코팅이 위치하고, 상기 부분 코팅 각각은 크롬, 니켈, 철, 코발트, 구리 및 주석을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 마찰 베어링.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중간 코팅의 경도는 내마찰 코팅(4)의 경도보다 3배 이상 크고, 좋기로는 상기 베이스 소재의 경도보다 큰 것을 특징으로 하는 다층 마찰 베어링.
  13. 주석 외에, 주요 합금 원소로 안티몬과 구리, 선택적으로 납 및/또는 비스무스를 포함하는 군에서 1종 이상의 원소, 및 선택적으로 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은을 포함하는 군에서 1종 이상의 원소, 및 불가피한 불순물을 함유하는 주석계 합금으로 제조되며, 안티몬의 함량은 최대 20 중량%, 구리의 함량은 최대 10 중량%, 납과 비스무스의 총 함량은 최대 1.5 중량%, 구리와 안티몬의 총 함량은 2 중량% 이상 그리고 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은의 총 함량은 최대 3 중량%이며, 주석은 금속간 상의 형태로 결합되어 존재하고, 베타-주석 결정립의 주석 상으로 다량 존재하며, 전해액으로부터 전기도금법으로 적층되는, 다층 마찰 베어링(1)에 사용되는 내마찰 코팅(4) 제조 방법에 있어서,
    주석의 농도는 0.1 mol/ℓ 내지 1 mol/ℓ이고, 안티몬 및/또는 구리의 농도는 각각 최대 0.3 mol/ℓ이고, 선택적으로 납 및/또는 비스무스의 농도는 각각 최대 0.1 mol/ℓ이며, 선택적으로 지르코늄, 실리콘, 아연, 니켈 및 은을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소의 농도는 각각 0.3 mol/ℓ인, 전해액이 사용되며, 1.2 A/d㎡ 이상의 전류 밀도에서 적층이 수행되는 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 내마찰 코팅을 전기도금한 후에, 130℃ 내지 220℃ 범위의 온도에서, 0.5 시간 내지 100 시간 범위에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 내마찰 코팅 제조 방법.
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